Пацієнт 11 натискає пальцями рук на опорні елементи 1 відповідних вимірювальних блоків 12-а і 12-6 і за сигналами зворотного зв'язку (наприклад, візуальним) з блоку сенсорних подразників 8 стежить за рівнем власного зусилля, утримуючи відповідно до інструкції на певному рівні мітки на екрані, зсув яких пропорційно рівню довільного зусилля, що надходить в блок сенсорних подразників 8 з виходів інтегруючих підсилювачів 4 як сигнали зворотного зв'язку 10 окремо для лівої і правої руки.
Структурна схема програмного забезпечення наведена на малюнку 2.2.
Модуль Біологічний зворотний зв'язок (БОС) відображає на екрані комп'ютера динаміку рухів кінцівок людини. Вхід модуля - результати по довільному ізометричному зусиллю підготовлені інформаційні матеріали, вихід - візуальне відображення дій людини. Модуль Реєстрація забезпечує фіксацію тензометричних показників аналізованого людини. Вхід модуля - тензометричні вимірювальні дані за довільним і непроизвольному ізометричному зусиллям, вихід - результати вимірювань, приведені до певної структурованої формі подання. Модуль Результати реалізує відбір отриманих результатів вимірювань мимовільного зусилля у відповідності з установками вимірювань. Вхід модуля - результати реєстрації мимовільного зусилля, вихід - структуровані результати тензоізмереній.
Модуль Статистична обробка реалізує статистичну обробку структурованих даних: спектр сигналів на різних часових ділянках, області, визначені методом головних компонент, функції кореляції і автокореляції. Вхід модуля - структуровані результати реєстрації, вихід - результати статистичної обробки.
Структурна схема програмного забезпечення
1.5 Варіанти реалізації
Були розглянуті кілька варіантів реалізації: MS Excel, мова програмування С, MathLab.
Реалізація в MS Excel
Переваги
- легке наочне уявлення результату;
- відносно низька вартість.
Недоліки
- відносно низька швидкість обчислення;
- неможливість перенесення програми куди-небудь.
Реалізація на мові С
Переваги: ??
- можливість відносно легкого перенесення програмного коду для виконання на контролері без участі ПК;
- С - компільований мову, відповідно швидше виповнюється програма;
- можливість написання програми без використання великих бібліотек;
- наявність безкоштовного компілятора.
Недоліки
- складність реалізації програми і наочного подання результатів роботи;
- швидкість розробки.
Реалізація в MathLab
Переваги
- легкість розробки та подання результату;
- можливість вивантаження програмного коду, орієнтованого на конкретну систему.
Недоліки
- велика вартість.
У пропонованій ВКР обраний варіант реалізації на мові C, як мова, найбільш близький до машинного рівню, що забезпечує швидке виконання програмного коду і не вимагає витрат на покупку компілятора.
2. Завдання статистичної обробки ізометричних даних
У кінцевому підсумку метою розробки аналізатора є автономний прилад на базі мікроконтролера, що накладає обмеження на використовувані алгоритми і методи їх реалізації. Наприклад, недоцільно підключати бібліотеку математичних функцій через її об'єму, оскільки використовуватися буде тільки її мала частина, яку можна реалізувати самостійно.
2.1 Алгоритм перетворення Фур'є
Для прискорення отримання результату реалізований алгоритм швидкого перетворення Фур'є (ШПФ).
Були розглянуті два варіанти алгоритму [5]: рекурсивний і ітераційний. Опишемо їх на алгоритмічній мові і потім проаналізуємо.
Рекурсивний алгоритм:
_ FFT (a):
n=a. length//nявляется степенью2n == 1a n=e 2i?/n
w=1 [0]=(a 0, a 2, ..., an - 2) [1]=(a 1, a 3, ..., an - 1) [0]=Recursive_FFT (a [0]) [1]=Recursive_FFT (a [1]) k=0 to n/2 - 1 k=y [0] k + wy [1] k
y k + (n/2)=y [0] k - wy [1] k
w=ww n
return y
Ітераційний алгоритм:
